CN102619910B - 电动制动装置 - Google Patents

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Abstract

一种电动制动装置，相对于制动块的磨耗及其他的随时间的变化而维持期望的控制精度。基于制动踏板(5)的操作，通过控制器(7)控制电动机(19)的动作，经由减速机构(25)、滚珠滑道机构(27)以及活塞(11)推进制动块(9)，并向盘形转子(3)按压而产生制动力。基于表示电动机(19)的旋转位置和活塞(11)的推力的关系的旋转位置‑推力表来控制制动力。通过电流‑推力转换函数，由在电动机(19)中流动的电流计算出活塞(11)的推定推力。对电动机(19)在规定旋转位置上的推定推力和基于旋转位置‑推力表的基准推力进行比较，并通过修正、更新电流‑推力转换函数，相对于制动块(9)的磨耗及其他的随时间的变化维持期望的控制精度。

Description

电动制动装置
技术领域
本发明涉及车辆的制动所采用的电动制动装置。
背景技术
在将电动机作为驱动源进行车辆的制动的电动制动装置中，如专利文献1所示，由驱动电动机的电流计算出将电流脉动和包含通过电动机而动作的机械部分的油脂的粘性的滑动阻力成分的电流(粘性·摩擦转矩成分电流)等除去后的、仅有助于产生直动推力的电流、即所谓的有助于推力的电流，通过将该有助于推力的电流乘以由机械部分特性和电机特性确定的函数、例如电流-推力转换函数来推定推力。通过采用这样计算出的推定推力，不设置直接检测推力的推力传感器而进行无传感器控制。
专利文献1：(日本)特开2003-106355号公报
发明内容
在上述的现有技术中，虽然能对推力传感器进行无传感器控制，但由于上述机械部分的时效变化而使推力的推定值的正确性不足。当这样的状态在左右轮发生时，会使制动时的车辆稳定性下降。本发明的目的在于提供一种电动制动装置，相对于随时间的变化(时效变化)，能够维持预期的控制精度。
本发明的电动制动装置，具备：制动钳，其通过电动机经由传递机构推进按压部件，该按压部件将制动块向盘形转子按压；控制装置，其基于根据制动指示信号计算出的所述按压部件的推力指令值控制所述电动机；旋转位置检测装置，其检测所述电动机的旋转位置；以及电流检测装置，其检测在所述电动机流动的电流，其特征在于，所述控制装置具有：推力推定装置，其基于对在所述电动机流动的电流和所述按压部件的推力的关系进行规定的电流-推力转换函数，根据在所述电动机流动的电流推定所述按压部件的推力；电流-推力转换函数更新装置，其对通过所述推力推定装置推定出的所述电动机的规定旋转位置的推定推力、和基于所述电动机的旋转位置和推力的关系的所述规定旋转位置中的基准推力进行比较，对所述电流-推力转换函数进行修正并更新。
根据本发明的电动制动装置，相对于制动钳及制动块的随时间的变化，能够维持期望的控制精度。
附图说明
图1是表示第一实施方式的电动制动装置的大致构成的框图。
图2是表示第一实施方式的电动制动装置的电动制动钳的纵向剖面图。
图3是表示图1的电动制动装置的控制器的大致构成的框图。
图4是表示图3的ECU执行的电流-推力转换函数更新处理的流程图。
图5是表示成为图4的步骤S3的子程序的块厚度计算以及旋转位置-推定推力表制作处理的流程图。
图6是表示图5所示的处理执行时的旋转位置以及推定推力的时效变化的时间图。
图7是表示块完全磨耗时的旋转位置-推力特性的图表。
图8是用于说明图5中的旋转位置-推定推力表格制作处理的图表。
图9是表示将机械0点作为原点时，基于块厚度的旋转位置-推力特性的变动的图表。
图10是表示将基准推力以及各自的旋转位置-推力特性中的基准旋转位置作为原点时，对应于块厚度的旋转位置-推力特性的图表。
图11是表示对应于块厚度的旋转位置-基准推力特性的图表。
图12是表示块更换时的刚性系数的计算例的图表。
图13是在多点进行比较并计算块更换时的刚性系数的示例的图表。
图14是用于对刚性系数函数的确定进行说明的图表。
图15是表示成为图4的步骤S6的子程序的电流-推力转换函数的修正处理的流程图。
图16是表示旋转位置-推定推力表和旋转位置-基准推力特性的图表。
图17是表示在多点比较旋转位置-推定推力表和旋转位置-基准推力特性的图表。
图18是表示第二实施方式的电动制动装置的控制器的大致构成的框图。
标记说明
1：电动制动装置
2：电动制动钳(制动钳)
3：盘形转子
7：控制器(控制装置)
9：制动块
11：活塞(按压部件)
19：电动机
21：位置传感器(旋转位置检测装置)
23：电流传感器(电流检测装置)
25：减速机构(传递机构)
27：滚珠滑道(ball-ramp)机构(传递机构)
45：修正后电流-推定推力转换部(推力推定装置)
47：电流-推力转换函数修正部(电流-推力转换函数更新装置)
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，基于附图对第一实施方式的电动制动装置进行说明。本实施方式的电动制动装置的整体构成在图1的框图中表示。如图1所示，本实施方式的电动制动装置1具备：在车辆即汽车的前后左右各车轮设置的电动制动钳2(仅图示1个)、以及基于来自检测车速、车辆加速度等车辆状态的各种传感器的输入信号向电动制动钳2供给控制信号的控制器7(控制装置)。控制器7接收操作传感器6A检测出的制动踏板5的操作信息(例如行程、操作力)。操作传感器6A组装在行程模拟器6中。行程模拟器6与制动踏板5连结并施加适当的操作力，以能够使制动踏板5进行行程动作。另外，包含这些电动制动钳2、控制器7、操作传感器6A以及行程模拟器6的车载设备被从电池等电源(未图示)供电。控制器7通过车载局域网(CAN)以及电气信号线与电动制动钳2以及上述的各种传感器相互连接，能够相互接收发送控制信号和检测信号。作为传感器6A，例如可采用检测制动踏板5的行程的行程传感器、检测踏力的踏力传感器。另外，操作传感器6A无需必须组装入行程模拟器6中，也可以与行程模拟器6分开而例如组装在制动踏板5上。
主要参照图2对电动制动钳2的构成进行说明。如图2所示，电动制动钳2(制动钳)为制动钳浮动型盘式制动器，并具备与车轮一同旋转的盘形转子3、固定在悬架部件等的车体侧非旋转部分(未图示)上的支架12、配置在盘形转子3的两侧并通过支架12支承的一对制动块9、以跨过盘形转子3的方式配置且相对于支架12可沿盘形转子3的轴向移动地被支承的制动钳主体4。
制动钳主体4上一体形成有圆筒状的缸部15以及从缸部15跨过盘形转子3向相反侧延伸的爪部16，其中缸部15具有与盘形转子3的一侧相对并开口的贯通孔。在制动钳主体4的缸部15内设有活塞单元17和电机单元18。
活塞单元17为将可滑动地嵌装在缸部15的有底圆筒状的活塞11(按压部件)、收纳在活塞11内部的滚珠滑道机构27(旋转-直线运动转换机构)及差动减速机构25、以及块磨耗补偿机构22一体化的结构。滚珠滑道机构27在旋转盘27A与直线运动盘27B之间的倾斜槽中安装有滚珠27C(钢球)，通过使旋转盘27A和直线运动盘27B相对旋转，使滚珠27C在倾斜槽间转动，使旋转盘27A和直线运动盘27B根据旋转角度在轴向上相对移动。由此，将旋转运动转换为直线运动。而且，在本实施方式中，尽管将旋转-直线运动转换机构形成为滚珠滑道机构27，但也可形成为滚珠丝杠机构或滚柱滑道机构、精密滚柱丝杠机构等。
差动减速机构25安装在滚珠滑道机构27与电动机单元18的电动机19之间，将电动机19的转子19A的旋转以规定的减速比减速后向滚珠滑道机构27的旋转盘27A传递。块磨耗补偿机构22相对于制动块9的磨耗(与盘形转子3的接触位置的变化)，使调节螺杆28前进而使滚珠滑道机构27跟随磨耗而动作。
在电动机单元18中组装有电动机19、以及作为解算器等旋转位置检测装置的位置传感器21。位置传感器21检测电动机19的转子19A的旋转位置，并将检测数据向在控制器7设置的后述的位置控制部39、电流修正部43以及电流-推力转换函数修正部47输出。另外，设有电流传感器(参照图1)，电流传感器23为检测在电动机19实际流动的电流并将检测数据向在控制器7设置的后述的电流控制部41和电流修正部43输出的电流检测装置。
如上构成的电动制动钳2进行如下的动作。通过向电动机19的定子30的线圈通电，转子19A旋转，转子19A的旋转通过差动减速机构25以规定的减速比减速，并通过滚珠滑道机构27转换为直线运动来推进活塞11。通过活塞11的前进，将一制动块9向盘形转子3按压并利用其反作用力使制动钳主体4移动，爪部16将另一制动块9向盘形转子3按压并产生制动力。相对于制动块9的磨耗，块磨耗补偿机构22的调节螺杆28前进，通过使滚珠滑道机构27跟随该磨耗来进行补偿。
接着，对控制器7进行说明。如图1所示，控制器7具有RAM31(存储装置)和ECU33。ECU33接收来自操作传感器6A的踏板操作信息的输入，并基于踏板操作信息表示的踏板操作信息控制电动机19的动作，对活塞11向制动块9的按压力进行控制。
图3为表示控制器的大致构成的框图。RAM31具有旋转位置-推力表(table)311、电流-推力转换函数312、对应于块厚度的旋转位置-基准推力特性313、制动块9的块厚度314以及块完全磨耗时的旋转位置-推力特性315。在本实施方式中，尽管电流-推力转换函数312作为一次函数来存储，但也可作为其它函数或表(table)来存储。在RAM31中分别存储的旋转位置-推力表311、对应于块厚度的旋转位置-基准推力特性313以及块完全磨耗时的旋转位置-推力特性315与表示电动机19的旋转位置和推力的关系的电动制动钳4的刚性特性相关。
ECU33包含踏板操作量-推力指令转换部35、推力指令-电机旋转位置指令转换部37、位置控制部39、电流控制部41、电流修正部43、修正后电流-推定推力转换部(推力推定装置)、旋转位置-推力表制作部46以及电流-推力转换函数修正部47(电流-推力转换函数更新装置)。
踏板操作量-推力指令转换部35将被输入的踏板操作量P(操作信息)转换为推力指令Fs后向推力指令-电机旋转位置指令转换部37输出。推力指令-电机旋转位置指令转换部37基于存储在RAM31中的旋转位置-推力表311将所输入的推力指令Fs转换为电机旋转位置指令Xs后向位置控制部39输出。位置控制部39基于由位置传感器21检测出的电动机19的旋转位置X与来自推力指令-电机旋转位置指令转换部37的电机旋转位置指令Xs的偏差，计算出电流指令As，向电流控制部41输出。位置控制部39对电流指令As的计算例如可采用PID控制或观测(observer)进行。电流控制部41计算出与电流指令As对应的电机动作指令MM例如PWM信号，向电动机19供给。
电动制动钳2接收来自电流控制部41的与电流指令As对应的电机动作指令MM，并对应于该电机动作指令MM(与电流指令As对应)通过电动机19旋转而动作。此时，通过位置传感器21检测电动机19的旋转位置X，另外，通过电流传感器23检测在电动机19实际流动的电流值(例如永久磁铁同步电机的q轴电流值)A，并将这些检测数据向ECU33的电流修正部43输入。
ECU33的电流修正部43基于由电流传感器23检测出的电流A以及由位置传感器21检测出的电动机19的旋转位置X(包含将旋转位置进行微分后的旋转速度和旋转加速度，也称为旋转位置信息)，并基于预先决定的算式、脉谱图等计算出进行将库仑(coulomb)磨擦、粘性摩擦、加速转矩、电动机19的固有转矩波动、与电气角同步的外界干扰、与机械角同步的外界干扰、其它外界干扰进行滤除的电流修正处理而纯粹地有助于推力产生的修正后电流A’。具体而言，将电动制动钳2的滚珠滑道机构27、减速机构25以及块磨耗补偿机构22等的机械部分中的加速度转矩及机械磨擦、粘性阻力成分等对电流变动带来影响的电流成分除去，作为仅活塞推力所需的电流值，计算出修正后电流A’。
此时，在电流修正部43中，通过平均化处理(规定的电机旋转位置范围内的电流值的平均化处理)等的滤除的影响，由于在算出后的修正电流A’产生延迟，故而进行使来自位置传感器21的旋转位置信息X与修正后电流A’同步的处理，将修正后电流A’向修正后电流-推定推力转换部45输出，并将与修正后电流A’同步的电动机19的修正后旋转位置X’向旋转位置-推定推力表制作部46输出。
ECU33的修正后电流-推定推力转换部45利用存储在RAM31中的、规定修正后电流和推定推力的关系的电流-推力转换函数312，基于由电流修正部43输出的修正后电流A’计算推定推力F’并向旋转位置-推定推力表制作部46输出。
旋转位置-推力表制作部46使用由修正后电流-推定推力转换部45计算出的推定推力F’和来自电流修正部43的修正后旋转位置X’，制作表示电机旋转位置和推力的关系的旋转位置-推定推力表，覆盖存储在RAM31中的旋转位置-推力表311并进行更新。通过旋转位置-推力表制作部46的旋转位置-推力表的制作在制动踏板5被踩下后，到产生希望的制动力后制动踏板5的操作被解除为止的一次制动结束后时，采用在该一次制动中由修正后电流-推定推力转换部45多个算出的推定推力F’和与其对应的修正后旋转位置X’而进行。另外，旋转位置-推力表制作部46进行的旋转位置-推力表311的更新也在一次制动结束时进行。这样，每当一次制动结束时，通过更新旋转位置-推力表311能够进行考虑制动钳主体4及制动块9的刚性特性的变化的高精度的制动力控制。
电流-推力转换函数修正部47输入存储在RAM31中的制动块9的块厚度31d、在旋转位置-推力表制作部46中制成的旋转位置-推定推力表。另外，选择并输入与被输入的块厚度31d对应的旋转位置-基准推力特性313。对通过旋转位置-推定推力表制作部46制成的旋转位置-推定推力表和选择出的旋转位置-基准推力特性进行比较，对电流-推力转换函数312进行修正、更新并存储在RAM31中。而且，在本实施方式中，通过电流-推力转换函数修正部47构成电流-推力转换函数更新装置。
接着，对电动制动装置1的动作进行说明。参照图2和图3，当驾驶员操作制动踏板5时，从行程模拟器6的操作传感器6A向控制器7的ECU33输入制动指示信号即踏板操作量。在ECU33中，踏板操作量通过踏板操作量-推力指令转换部35被转换为活塞11应按压制动块9的目标推力，作为推力指令值Fs，被输入推力指令-旋转位置指令转换部37。在推力指令-旋转位置指令转换部37中，采用存储在RAM31中的旋转位置-推力表311决定对应于推力指令值Fs的电动机19的旋转位置，并将其作为旋转位置指令Xs送至位置控制部39。
在位置控制部39中，基于位置传感器21检测出的电动机19的旋转位置X与旋转位置指令Xs的偏差，决定向电动机19的电流指令As并送至电流控制部41。在此，电流指令As例如可采用PID控制或观测来决定。在电流控制部41中，计算出对应于电流指令As(基于PWM信号等)的电机动作指令MM，通过该电机动作指令MM将对应于电流指令As的电流向电动机19供给。由此，进行基于旋转位置的推力控制，电动机19旋转至对应于目标推力的旋转位置。并且，通过电动机19的旋转，经由传递机构即减速机构25以及滚珠滑道机构27，活塞11前进并将制动块9向盘形转子3推压而产生制动力。
在所述的制动动作中，将通过位置传感器21检测出的电动机19的旋转位置X和通过电流传感器23检测出的电流A向电流修正部43输入。电流修正部43基于电流和旋转位置信息进行滤除处理，生成仅将有助于推力产生的成分抽出的修正后电流A’并送至修正后电流-推定推力转换部45。另外，将与修正后电流A’同步后的修正后旋转位置X’送至旋转位置-推定推力表制作部46。而且，修正后电流A’和修正后旋转位置X’在每个移动平均处理的控制周期被输出，并分别送至修正后电流-推定推力转换部45和旋转位置-推定推力表制作部46。
在修正后电流-推定推力转换部45中，利用存储在RAM31中的电流-推力转换函数312计算出基于修正后电流A’的推定推力F’并送至旋转位置-推定推力表制作部46。在此，以往的电动制动装置中的电流-推力转换函数采用的是在制造时设定的、并不进行更新的初始函数或表。由于这样使用一定的电流-推力转换函数，故而由于制动钳的机械部分的随时间的变化(时效变化)，推力的推定值的正确性变差，存在不能高精度地维持电动制动装置的控制精度的可能性。另外，当这样的状态发生在左右轮时，会使制动时的车辆稳定性下降。针对这样的问题，通过以下详述的电流-推力转换函数修正部47对电流-推力转换函数312进行适当更新，能够解决上述问题。
旋转位置-推定推力表制作部46根据制动中蓄积的修正后旋转位置X’和推定推力F’，生成表示修正后旋转位置和推定推力的关系的旋转位置-推定推力表并向电流-推力转换函数修正部47输出，并且覆盖并更新RAM31的旋转位置-推力表311。这样一来，通过采用基于由电流传感器21检测出的在电动机19实际流动的电流A而计算出的推定推力F’，对旋转位置-推力表311进行更新，能够相对于制动块9的磨耗及其他的随时间的变化或者外界干扰的影响来维持高精度的控制。
在电动制动装置1中，通过电流-推力转换函数修正部47对用于计算推定推力的电流-推力转换函数312进行适当更新。由此，即使存在制动块9的磨耗或电动制动钳的机械部分的时效变化以及外界干扰的影响，也能够维持修正后电流-推定推力转换部45对推定推力F’的计算精度，高精度地维持电动制动装置的控制精度，并获得稳定的制动力。
所述电流-推力转换函数修正部47输入存储在M31中的制动块9的块厚度314以及通过旋转位置-推定推力表制作部46制作的最新的旋转位置-推定推力表311，另外，选择对应于RAM31的块厚度314的旋转位置-基准推力特性313。并且，对通过旋转位置-推定推力表制作部46制作的旋转位置-推定推力表311和选择出的旋转位置-基准推力特性313进行比较，修正并更新电流-推力转换函数312。此时，电动机19的规定旋转位置中的推定推力F’相对于基于块厚度314以及对应于块厚度的旋转位置-基准推力特性313的基准推力，以限制在一定范围内的方式对电流-推力转换函数312进行修正和更新。
电流-推力转换函数修正部47通过对计算出的最新的块厚度和存储在RAM31中的存储部314内的上次的处理执行时的块厚度314进行比较，能够判断是否已更换制动块9。另外，与块厚度对应的旋转位置-基准推力特性313根据存储在RAM31中的块厚度314来选择。
存储在RAM31中的旋转位置-推力表311以及电流-推力转换函数312的更新处理的流程图在图4中表示。参照图4，在步骤S1中，判断电动制动器1的制动系统是否为动作中(ON)、即判断是否正在进行制动控制。在步骤S1中，当制动系统处于动作中(ON)时，该电流-推力转换函数的更新处理终止。
在步骤S1中，当制动系统并非动作中(ON)时，进入步骤S2，判断制动块9是否为常温。在步骤S2中，当判断制动块9为非常温时，返回步骤S1。当在步骤S2中判断制动块9为常温时，进入步骤S3。
在此，之所以在制动块9为常温时执行更新处理是由于成为制动钳4的时效变化的原因的机械部分的机械效率下降或电动机19的磁铁的消磁根据温度而产生变化。因而，为了排除温度的影响来确认有无时效变化，每次在常温状态下进行电流-推力转换函数的更新处理。而且，在该步骤S2中的判断处理例如能够通过车辆在停车中且发动机关闭后是否经过了规定时间而推定为常温来进行判断，或者也可设置温度传感器来判断。
在步骤S3中，通过活塞11的前进，基于制动块9与盘形转子3接触的点，计算制动块9的厚度(块厚度31d)，另外，通过旋转位置-推力表制作部46制作旋转位置-推力表311的更新信息，并进入步骤S4。
在步骤S4中，对在步骤S3中计算出的最新的块厚度dn和存储在RAM31中的前一控制周期的块厚度314进行比较，判断决是否比前一控制周期的块增厚。对于块厚度变厚的情形(Y)，判断为已更换制动块9并进入步骤S5，而在未变厚时(N)，进入步骤S6。尽管在本实施方式中通过计算出的块厚度的增减来判断制动块9有无更换，但也可通过其它方法检测块更换。
在步骤S5中，通过电流-推力转换函数修正部47，制成对应于更换后的制动块9的块厚度的旋转位置-基准推力特性313并存储在RAM31中，进入步骤S7。在本实施方式中，为了除去块更换时的块的特性和种类等的偏差产生的影响，每当检测出块更换时，使用预存储在RAM31中的块完全磨耗时的旋转位置-推力特性315和在步骤S3中计算出的块厚度(最新的块厚度dn)以及制成的旋转位置-推定推力表311，制作对应于块厚度的旋转位置-基准推力特性313。
在步骤S6中，基于在步骤S3中确定的块厚度以及在步骤S5中制成的对应于制动块9更换后的块厚度的旋转位置-基准推力特性313，决定此时的块厚度的旋转位置-基准推力特性313，并通过与在步骤S3中制作的旋转位置-推定推力表311进行比较，对电流-推力转换函数312进行修正，进入步骤S7。在本实施方式中，尽管将电流-推力转换函数312设为一次函数，但此外该电流-推力转换函数312还可设为旋转位置等的函数或者表。
在步骤S7中，将在步骤S3中计算出的决厚度dn作为块厚度314存储在RAM31中。该值在下次的本处理执行时被参照、并在步骤S3中作为块厚度的前次值而使用。通过步骤S7的终止，结束电流-推力转换函数312的修正、更新处理。
接着，对步骤S3中的块厚度314的计算和旋转位置-推定推力表制作的处理，采用成为步骤S3的子程序的图5的流程图以及图6的表示旋转位置以及推定推力的时效变化的时间图表进行说明。
参照图5，在步骤S3-1中，通过电流-推力转换函数修正部47进行使活塞11在制动块9按压盘形转子3的方向上以一定的旋转速度前进的旋转位置指令Xs，并通过位置控制部39和电流控制部41驱动电动机19。具体而言，生成在步骤S3的处理开始时刻的初始旋转位置X0上加上了规定量ΔX的旋转位置指令Xc1。之后，进入步骤S3-2。在本实施方式中，旋转位置指令的规定量ΔX例如为电动机19的旋转速度成为100rpm所必须的旋转位置的增加量。由此，参照图6，在时刻t0，电动机19开始旋转。之后，伴随由电流修正部43的滤除的影响产生的延迟，在时刻t1计算出推定推力F。
在步骤S3-2中，判断随着电动机19的驱动通过修正后电流-推定推力转换部45计算出的推定推力F’是否超过规定推力即基准推力F0。通过该判断，判断制动块9是否与盘形转子3接触。步骤S3-2的判断结果当判断为推定推力F’超过基准推力F0时，进入步骤S3-4，当判断为未超过基准推力F0时，则在步骤S3-3中，生成在该时候的旋转位置指令Xcn再加上规定量ΔX的旋转位置指令Xcn+1，并返回步骤S3-2。在此，在本实施方式中，例如将基准推力F0设定为3kN。
参照图6，在时刻t2，由于制动块9向盘形转子3的接触，推定推力F’开始增加，并在时刻t3，推定推力F’到达规定的基准推力F0。将此时的修正后旋转位置(使与滤除产生的延迟同步的旋转位置)作为基准旋转位置Xn。
在步骤S3-4中，在计算出的推定推力F’超过基准推力F0的时刻，将通过电流修正部43计算出的修正后旋转位置作为基准旋转位置Xn，并通过从存储在RAM31中的块完全磨耗时的旋转位置-推力特性315中的对应于基准推力F0的基准旋转位置Xe中减去该基准旋转位置Xn，计算出块厚度并进入步骤S3-5。
在此，在本实施方式中，块厚度使用预存储在RAM31中的块完全磨耗时的旋转位置-推力特性315而计算。因而，基准旋转位置Xn和Xe为了进行减算处理而需要在同一坐标上检测。因此，将滚珠滑道机构25或者磨耗补偿机构22的后端位置等的机械上的一定位置作为基准来设定原点。由此，当使用解算器等不具有绝对原点的位置传感器作为位置传感器21时，在起动时，暂时使电动机19旋转至一定的机械上的基准位置并进行原点的设定。而且，在电源切断时，在能够记忆电动机19的旋转位置的情况下，或者在使用具有一定的机械上的原点的传感器作为位置传感器21的情况下，能够基于该原点进行位置检测。
另外，在本实施方式中，在制动块9与盘形转子3接触的基准旋转位置Xn的检测中使用基准推力F0。在制动块9偏磨耗的情况下，制动块9的外观上的刚性下降，从制动块9与盘形转子3接触的旋转位置至推力上升的旋转位置为止的移动量，与未产生偏磨耗的情况相比具有增加的倾向。为了消除该偏磨耗的影响，将基准推力F0设定为预计到由偏磨耗引起的旋转位置X的移动量的增加的值。另外，制动块9与盘形转子3接触的块接触位置的检测由于只要能够确认产生一定程度的推力即可，因此可以代替基准推力F0而使用电动机9的电流值，也可以使用与电动机9的电流值对应的旋转位置变化量。或者，也可以设置检测出制动块9和盘形转子3的接触的微型开关等限位开关，并将该开关检测到接触时的电动机9的旋转位置作为块接触位置、即基准旋转位置Xn。
在步骤S3-4中，通过将决定后的基准旋转位置Xn从块完全磨耗时的基准旋转位置X0中减去而计算出块厚度dn。而且，在本实施方式中，虽然将由块的磨耗产生的块厚度的变动量作为块厚度来算出，但也可以将检测后的基准旋转位置与块更换时、即块为新的时的基准位置进行比较，并作为块磨耗量而算出，也可以直接使用基准旋转位置。
在步骤S3-5中，接着通过在当前的旋转位置指令值上加上规定量而生成使制动块9向按压按压盘形转子3的方向以一定的旋转速度前进的旋转位置指令Xd1，并通过位置控制部39和电流控制部41驱动电动机19，并进入步骤S3-6。
在步骤S3-6中，判断修正后的旋转位置是否达到规定旋转位置Xs。当判断结果为已达到时(Y)，进入步骤S3-7，而当未达到时(N)，返回步骤S3-5，接着以一定的旋转速度驱动电动机19。规定旋转位置Xs设为从基准旋转位置Xn移动了规定量、例如移动了活塞移动0.5mm时所需的电动机19的旋转量的位置。该规定旋转位置Xs用于制作旋转位置-推定推力表，并作为相对于在步骤S3-4中决定的基准旋转位置Xn产生充分推力的位置，根据控制所需的推力来设定。也可以使用电流值或推定推力作为参数代替基准旋转位置Xs。参照图6，在时刻t4，电动机19的修正后的旋转位置达到规定旋转位置Xs。
在步骤S3-7中，基于直到步骤S3-6为止的电动机19的驱动，使用由修正后电流-推定推力转换部45计算出的推定推力，利用旋转位置-推定推力制作部46制作旋转位置-推定推力表311，进入步骤S3-8。
在步骤S3-8中，进行使制动块9在自盘形转子3离开的方向上以一定的旋转速度前进的旋转位置指令Xd2，并通过位置控制部39和电流控制部41驱动电动机19，进入步骤S3-9。
在步骤S3-9中，判断旋转位置是否回归到初始的旋转位置X0。当判断结果为回归到初始的旋转位置X0时(Y)，进入步骤S3-10，而当判断为未回归到初始的旋转位置X0时(N)，返回步骤S3-8，接着以一定的旋转速度驱动电动机19。
在步骤S3-10中，停止旋转位置指令Xd2，停止电动机19的控制，结束块厚度的计算和旋转位置-推定推力表的制作处理，并结束主程序的步骤S3，进入步骤S4。
参照图6，在时刻t4，电动机19的修正后旋转位置X’达到规定旋转位置Xs后，使电动机19反转，使活塞11后退，在时刻t5旋转位置回归到初始的旋转位置X0时，停止电动机19。
接着，参照图7说明存储在RAM31中的块完全磨耗时的旋转位置-推力特性315。如图7(A)所示，实际的块完全磨耗时的旋转位置-推力特性为如下特性，即，在从旋转位置X上的一定的机械上的零点、即原点O开始至完全磨耗后的制动块9与盘形转子3接触为止都不产生推力，而当制动块9与盘形转子3接触时产生推力，之后，随着旋转位置X的增加，推力变大。此时，基于电流传感器21的检测值，将基准推力F0产生时的旋转位置X作为基准旋转位置Xe。
并且，如图7(B)所示，以基准旋转位置Xe和基准推力F0成为原点的方式移动块完全磨耗时的旋转位置-推力特性的曲线，并作为函数fe(x)，将块完全磨耗时的旋转位置-推力特性315预先存储在RAM31中。另外，块完全磨耗时的旋转位置-推力特性315也可以不为函数，而是作为表(table)来存储。
接着，参照图8说明在RAM31中的存储部311中存储的旋转位置-推力表311。基于通过修正后电流-推定推力转换部46计算出的推定推力F’和由电流修正部43修正后的修正后旋转位置X’制成的图8(A)所示的旋转位置-推力表(table)Fn[X]以基准旋转位置Xn和基准推力F0成为原点O的方式移动，并将其作为图8(B)所示的旋转位置-推力表311(fn[x])存储在RAM31中。
接着，参照图9至图14说明在RAM31中存储的对应于块厚度的旋转位置-基准推力特性313。图9表示以一定的机械上的0点作为原点时的对应于块厚度的旋转位置-推力特性的变动，Xn0表示块更换时的基准旋转位置，Xn表示使用中的某一块厚度的基准旋转位置，另外，Xe表示块完全磨耗时的基准旋转位置。随着制动块9的磨耗，产生基准推力F0的基准旋转位置变大。在图10中表示使基于这些块厚度的旋转位置-推力特性以各自的基准旋转位置Xn0、Xn、Xe以及基准推力F0成为原点的方式移动后的图表。如图10所示，旋转位置-基准推力特性为，根据制动块9的厚度，刚性(相对于旋转位置的增大而使推力增大的比例)沿箭头标记A方向变化，块厚度越小，刚性越大。
基于表示预先设定的块完全磨耗时的旋转位置-推力特性315的函数fe(x)和块更换时(块无磨耗的状态)计算出的表示旋转位置-推力特性的表fp[x]，通过在它们之间进行内插(interpolate)，能够决定基于块厚度的旋转位置-基准推力特性313。参照图11，将对应于块厚度的旋转位置-基准推力特性313设为由块厚度d和旋转位置x表示的、在块完全磨耗时的旋转位置-推力特性315的函数fe(x)与块更换后计算出的旋转位置-推力特性的表格fp[x]之间进行内插的函数f(d、x)。该函数f(d、x)在块更换时(块无磨耗时的状态)，具有与块更换时的旋转位置-推定推力特性的表格fp[x]一致的特性，并随着块厚度的减少向箭头标记B方向变化，并在块完全磨耗时，具有与表示块完全磨耗时的旋转位置-推力特性315的函数fe(x)相同的特性。
在此，将成为函数f(d、x)＝α(d)·fe(x)的块厚度d的函数定义为刚性系数函数α(d)。该刚性系数函数α(d)能够使用块更换时的块厚度dp以及旋转位置-推定推力特性的表格fp[x]决定。此时，对于fp[x]，成为fp[x]＝fe(x)·α(dp)，由于α(dp)＝αp(常量)，因此通过计算αp，决定α(d)，能够得到基于块厚度的旋转位置-基准推力特性313的函数f(d、x)。
首先，使用块完全磨耗时的旋转位置-推力特性315的函数fe(x)以及块更换时的旋转位置-推定推力表格fp[x]计算出αp。此时，例如如图12所示，在规定的旋转位置x1，使用块完全磨耗时的推力fe(x1)以及决更换时的推力fp[x1]，由αp·fe(x1)＝fp[x1]能够计算出αp·＝fp[x1]/fe(x1)。
此时，如图13所示，也可以就多个规定的旋转位置x1、x2、...xn计算出αp。
然后，使用块更换时的块厚度dp和刚性系数函数α(dp)＝αp，决定旋转位置-基准推力特性f(d、x)。旋转位置-基准推力特性f(d、x)在块厚度d＝dp时(块更换时)，为函数α(dp)＝αp，在d＝0时(块完全磨耗时)，为函数α(0)＝1。在此，例如如图14所示，当刚性系数函数α(d)设为块厚度d的一次函数时，则刚性系数函数α(d)表示为
α(d)＝1+β×d
β为一次函数的斜率(常量)，为负值，根据块更换时的块厚度dp和刚性系数函数(dp)＝αp，成为β＝(αp-1)/dp。
另外，刚性系数函数α(d)除了为这样的一次函数之外，也可以为其他函数或者表格。当为表格时，在块更换时也可以使用对表格进行修正的函数。另外，在本实施方式中，虽然将刚性系数函数α设为块厚度d的函数α(d)，但除此之外，也可以设为旋转位置x的函数α(x)，还可以设为两个变量的函数α(d、x)。此时，αp不是常量而成为函数αp(x)，只要通过图13所示的在多个点差分来决定两个变量函数α(d、x)即可。
将如上所述，将对应于制动块9的块厚度的旋转位置-基准推力特性313作为函数f(d、x)，存储在RAM31中。另外，该对应于块厚度的旋转位置-基准推力特性313也可通过实验等求出特性，并预先存储在RAM31中。此时，省略图4的步骤S4和S5，直接从步骤S3进入步骤S6。另外，旋转位置-基准推力特性313除了这样的函数f(d、x)之外，也可作为表格来存储。
接着，参照图15至图17说明存储在RAM31中的电流-推力转换函数312的修正处理。参照图15，在步骤S6-1中，由在图4的步骤S3中计算出的块厚度dn和在步骤S5中求出的对应于块厚度的旋转位置-基准推力特性313的函数f(d、x)，决定块厚度dn的旋转位置-基准推力特性的函数f(dn、x)，并进入步骤S6-2。
在步骤S6-2中，对在步骤S6-1中决定的块厚度dn的旋转位置-基准推力特性的函数f(dn、x)和在步骤S3中制成的旋转位置-推力表fn[x]进行比较，判断其在规定的范围内是否相等。例如，如图16所示，能够通过规定的旋转位置x1中的旋转位置-基准推力特性313的函数f(dn、x)和旋转位置-推力表fn[x]之差是否在规定的范围内来判断。当该差值在规定的范围内时(Y)，判断为不需要对电流-推力转换函数312进行修正，并结束电流-推力转换函数312的修正处理，进入图4的步骤S7。
当该差值未在规定的范围内时(N)，判断为需要对电流-推力转换函数312进行修正，进入步骤S6-3。在步骤S6-3中，使用修正函数γ对电流-推力转换函数312进行修正。修正函数γ例如如图16所示地那样，设为
fn[x]＝γ·f(dn、x)，由在规定的旋转位置x1中的基于旋转位置-推力表格fn[x]的推力fn[x1]以及基于旋转位置-基准推力特性f(dn、x)的f(dn、x1)，能够计算出
γ＝f(dn、x1)/fn[x1]。
另外，如图17所示，修正函数γ也能够对于多个规定的旋转位置x1、x2、...xn，通过对fn[xn]和f(dn、xn)进行比较而算出。另外，修正函数γ除此之外也可设为表格，此时，根据如图17所示的多个规定的旋转位置x1、x2、...xn上的推力制作表格。
这样一来，在求出修正函数γ后，进入步骤S6-4，使用修正函数γ对电流-推力转换函数312进行修正并存储在RAM31中，结束电流-推力转换函数312的更新处理。这样一来，通过对电流-推力转换函数312进行适当修正，相对于制动块9的磨耗及其他时效变化，能够高精度地维持推力的计算精度，能够获得稳定的制动力。
[第二实施方式]
以下，参照图18说明第二实施方式。在本实施方式中，相对于上述第一实施方式，控制器7代替将推力指令转换为旋转位置指令Xs，而直接将推力指令转换为电流指令As，对电动机19进行控制。以下，对于与上述第一实施方式相同的部分采用相同的符号，仅对不同的部分进行详细说明。
在本实施方式中，控制器7具有图18所示的ECU33A和RAM31A。在ECU33A中，由踏板操作量-推力指令转换部35产生的推力指令Fs，通过推力指令-电流指令转换部37被直接转换为电流指令As而送至电流控制部41。此时，使用RAM31中存储的推力-电流转换函数312A来决定电流指令As。
此时，由于推力-电流转换函数312A为上述第一实施方式的电流-推力转换函数312的反函数，故而与所述第一实施方式同样地，相对于制动块9的磨耗及其他的时效变化，通过对推力-电流转换函数312A进行修正和更新，能够高精度地维持控制精度，并能够获得稳定的控制力。
在上述各实施方式的电动制动装置中，具备通过电动机经由传递机构推进将制动块向盘形转子按压的按压部件的制动钳、基于根据制动指示信号计算出的所述按压部件的推力指令值控制所述电动机的控制装置、检测所述电动机的旋转位置的旋转位置检测装置、以及检测在所述电动机流动的电流的电流检测装置，所述控制装置具有：基于规定在所述电动机流动的电流和所述按压部件的推力的关系的电流-推力转换函数，由在所述电动机流动的电流推定所述按压部件的推力的推力推定装置；对通过所述推力推定装置推定出的所述电动机的规定旋转位置处的推定推力、和基于所述电动机的旋转位置和推力的关系的所述规定旋转位置中的基准推力进行比较，并对所述电流-推力转换函数进行修正和更新的电流-推力转换函数更新装置。
这样，不将电流-推力转换函数设为一定的函数，通过相对于制动块的磨耗及制动钳的时效变化，对电流-推力转换函数进行修正和更新，能够高精度地维持电动制动装置的控制精度，并能获得稳定的制动力。另外，能够维持制动时的车辆稳定性。

Claims (9)

1.一种电动制动装置，具备：制动钳，其通过电动机经由传递机构推进按压部件，该按压部件将制动块向盘形转子按压；控制装置，其基于根据制动指示信号计算出的所述按压部件的推力指令值控制所述电动机的旋转位置或电流；旋转位置检测装置，其检测所述电动机的旋转位置；以及电流检测装置，其检测在所述电动机流动的电流，其特征在于，所述控制装置具有：
推力推定装置，其基于对在所述电动机流动的电流和所述按压部件的推力的关系进行规定的电流－推力转换函数，根据在所述电动机流动的电流推定所述按压部件的推力；
电流－推力转换函数更新装置，其通过对通过所述推力推定装置推定出的所述电动机的规定旋转位置的推定推力、和基于所述电动机的旋转位置和所述按压部件的推力的关系的所述规定旋转位置中的基准推力进行比较来计算修正函数，并基于该修正函数，对所述电流－推力转换函数进行修正并更新；
所述推力推定装置基于更新后的所述电流－推力转换函数来推定所述按压部件的推力。
2.如权利要求1所述的电动制动装置，其特征在于，所述电动机的所述规定旋转位置根据所述制动块的磨耗来设定。
3.如权利要求1所述的电动制动装置，其特征在于，所述规定旋转位置为，以所述制动块与所述盘形转子接触的块接触位置为基准，所述按压部件从所述块接触位置向所述盘形转子侧移动一定量时的所述电动机的旋转位置。
4.如权利要求3所述的电动制动装置，其特征在于，基于在所述电动机流动的电流来决定所述块接触位置。
5.如权利要求1～4中任一项所述的电动制动装置，其特征在于，所述控制装置基于所述电动机的旋转位置和所述按压部件的推力的关系，指定对应于所述推力指令值的所述电动机的旋转位置，并基于所述推力推定装置推定出的所述规定旋转位置的推定推力，更新所述电动机的旋转位置和所述按压部件的推力的关系。
6.如权利要求1所述的电动制动装置，其特征在于，所述控制装置将所述电动机的旋转位置和所述按压部件的推力的关系作为表格来存储。
7.如权利要求1所述的电动制动装置，其特征在于，所述控制装置基于通过所述电流－推力转换函数更新装置更新后的电流－推力转换函数，将对应于推力指令值的电流向所述电动机供给。
8.如权利要求1所述的电动制动装置，其特征在于，由所述电流－推力转换函数更新装置进行的电流－推力转换函数的更新在所述制动钳为常温时进行。
9.如权利要求1所述的电动制动装置，其特征在于，所述控制装置具有：
块厚度计算装置，其基于所述电动机的旋转位置计算所述制动块的厚度；
存储装置，其存储表示对应于所述制动块的厚度的、所述电动机的旋转位置和所述按压部件的推力的关系的旋转位置－基准推力特性；
旋转位置－推定推力特性计算装置，其在利用所述制动块按压所述盘形转子时，基于所述电动机的旋转位置和通过所述推力推定装置推定出的推定推力，计算出表示所述电动机的旋转位置和所述按压部件的推力的关系的旋转位置－推定推力特性；
所述电流－推力转换函数更新装置从所述存储装置中选择对应于所述制动块的厚度的所述旋转位置－基准推力特性，并对选择后的旋转位置－基准推力特性和所述旋转位置－推定推力特性计算装置计算出的旋转位置－推定推力特性进行比较，对电流－推力转换函数进行修正并对所述存储装置中存储的电流－推力转换函数进行更新。
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